摘要：IBM研究院院長(zhǎng)達(dá)里奧·吉爾（DarioGil）教授正處于量子計(jì)算革命的最前沿，這場(chǎng)革命即將從根本上改變我們的世界。在此次獨(dú)家專(zhuān)訪中，他解釋了實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想的挑戰(zhàn)是什么，為什么你需要成為愛(ài)因斯坦才能理解量子計(jì)算，以及什么時(shí)候才能開(kāi)始使用量子計(jì)算。

在IBM發(fā)布的照片中，量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室看起來(lái)像一艘宇宙飛船的發(fā)動(dòng)機(jī)室：明亮的白色房間，無(wú)數(shù)的電纜從天花板懸掛到浮動(dòng)的地板上，上面還有通風(fēng)口。這些技術(shù)細(xì)節(jié)構(gòu)成了主角“誕生”的大背景：在金屬支架上懸掛著的白色不銹鋼桶，看起來(lái)像個(gè)電熱水器。在這些“電熱水器”中，一場(chǎng)歷史性的革命正在醞釀。

IBM這個(gè)計(jì)算界的“恐龍”，擁有一個(gè)多世紀(jì)的歷史，正試圖贏得有史以來(lái)最艱苦，最昂貴和最具潛力的科學(xué)競(jìng)賽——開(kāi)發(fā)量子計(jì)算機(jī)，以此來(lái)重塑自己。

“我們生活在計(jì)算史上最激動(dòng)人心的時(shí)代，”IBM高級(jí)副總裁兼公司研究部門(mén)負(fù)責(zé)人DarioGil在接受采訪時(shí)說(shuō)。“我們正在見(jiàn)證一個(gè)類(lèi)似于上世紀(jì)40年代和50年代的突破性時(shí)刻，當(dāng)時(shí)建造了第一臺(tái)經(jīng)典計(jì)算機(jī)。幾周后，這一觀點(diǎn)得到了進(jìn)一步的證實(shí)，諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)宣布將2022年度物理學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)授予三名研究人員，他們的研究是量子科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的里程碑。

DarioGil在全世界物理學(xué)家和計(jì)算機(jī)工程師中聞名遐邇。他是領(lǐng)導(dǎo)著世界上最先進(jìn)的量子計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)工作的人。9月，當(dāng)Gil在以色列特拉維夫進(jìn)行短暫的訪問(wèn)并在IBM會(huì)議上發(fā)表開(kāi)幕演講時(shí)，大廳里擠滿(mǎn)了以色列頂尖大學(xué)的研究人員和政府機(jī)構(gòu)的代表，所有人都被Gil的演講所吸引。

46歲的Gil出生于西班牙，后移居美國(guó)，在麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)并完成了博士學(xué)業(yè)，畢業(yè)后就開(kāi)始在IBM從事一系列研發(fā)工作。2019年以來(lái)，他一直領(lǐng)導(dǎo)著該公司的研究部門(mén)，該部門(mén)在全球的21個(gè)地點(diǎn)擁有3,000名工程師。在他的管理下，2016年，IBM建造了第一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，任何人都可以使用其服務(wù)：如果你有一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，你可以去IBM量子體驗(yàn)網(wǎng)站，通過(guò)云遠(yuǎn)程訪問(wèn)量子計(jì)算機(jī)，或許能得到一個(gè)答案，聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單。

Gill解釋道，“量子計(jì)算機(jī)不再是一臺(tái)超級(jí)電子計(jì)算機(jī)，而是一種全新的計(jì)算機(jī)，盡管它使用與經(jīng)典計(jì)算機(jī)相同的二進(jìn)制方法。從一串串貝殼，到念珠和算盤(pán)，再到基于齒輪的機(jī)械計(jì)算機(jī)，電子計(jì)算機(jī)，最后到現(xiàn)在的量子計(jì)算機(jī)，這是進(jìn)化的又一里程碑。從本質(zhì)上講，量子計(jì)算機(jī)是一種自然模擬器，通過(guò)它可以模擬自然過(guò)程，從而解決以前無(wú)法解決的問(wèn)題?！盙il說(shuō)，“如果經(jīng)典計(jì)算機(jī)是數(shù)學(xué)和信息的結(jié)合，那么量子計(jì)算就是物理和信息的結(jié)合?！?/p>

這種結(jié)合，使得以前所未有的速度解決某些類(lèi)型的問(wèn)題成為可能。谷歌也在開(kāi)發(fā)量子計(jì)算機(jī)，它在2019年聲稱(chēng)已經(jīng)達(dá)到“量子霸權(quán)”——證明了量子計(jì)算機(jī)比經(jīng)典計(jì)算機(jī)在執(zhí)行某些計(jì)算時(shí)更加高效。谷歌研究人員展示了量子計(jì)算機(jī)如何在200秒內(nèi)完成了經(jīng)典計(jì)算機(jī)需要一萬(wàn)年才能完成的計(jì)算。此后，這一說(shuō)法被其他研究人員反駁，他們提出了新算法使得經(jīng)典計(jì)算機(jī)執(zhí)行相同的計(jì)算所需時(shí)間遠(yuǎn)少于一萬(wàn)年。即使是谷歌的“量子霸權(quán)”并未被徹底證實(shí)，但也讓世人看到了量子計(jì)算機(jī)將擁有的巨大潛力。

“量子計(jì)算機(jī)不會(huì)淘汰經(jīng)典計(jì)算機(jī)：它們將生活在一起，解決不同的問(wèn)題，”Gil解釋說(shuō)?！斑@就像如何從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)：可以步行、騎自行車(chē)、開(kāi)車(chē)或飛行。如果兩點(diǎn)之間的距離是50公里，你就不會(huì)用飛機(jī)，對(duì)吧？相應(yīng)地，這是一種適合經(jīng)典計(jì)算機(jī)的模式。量子計(jì)算機(jī)可以讓你飛，甚至飛到月球，而且速度很快?！?/p>

量子計(jì)算能做什么

“量子計(jì)算將有可能破解一系列傳統(tǒng)無(wú)法解決的問(wèn)題，從而改變世界。其中許多問(wèn)題都與能源有關(guān)，也有一些問(wèn)題與新材料的開(kāi)發(fā)有關(guān)。我們一般對(duì)所用的材料不以為然，但在實(shí)際上，歷史時(shí)代就是由當(dāng)時(shí)主要的材料所定義的——石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代等。量子計(jì)算將幫助我們開(kāi)發(fā)具有新特性的材料，因此已經(jīng)使用它的第一個(gè)部門(mén)是工業(yè)，特別是汽車(chē)工業(yè)。

汽車(chē)制造商對(duì)更好的化學(xué)材料感興趣，希望生產(chǎn)更高效，更耐用的電池。對(duì)于普通計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，為了在可接受的時(shí)間內(nèi)完成電池設(shè)計(jì)，我們必須放棄準(zhǔn)確性，只滿(mǎn)足于近似的答案，但量子計(jì)算可以幫助快速開(kāi)發(fā)最合適的材料，不需要進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。量子計(jì)算機(jī)在解決化學(xué)問(wèn)題時(shí)的方法效率也適用于制藥行業(yè)，他們可以初步利用量子計(jì)算來(lái)預(yù)測(cè)分子的性質(zhì)，并以這種方式加快新藥開(kāi)發(fā)。在化肥行業(yè)，量子計(jì)算將開(kāi)發(fā)生產(chǎn)不會(huì)損害環(huán)境的物質(zhì)。

此外，量子計(jì)算的用途不局限于物質(zhì)世界?！袄缃鹑谛袠I(yè)，量子計(jì)算機(jī)能夠分析場(chǎng)景，預(yù)測(cè)和管理風(fēng)險(xiǎn)，為公眾顯著改善各種優(yōu)化后的投資組合收益。該行業(yè)對(duì)這種潛在應(yīng)用非常感興趣。”

量子計(jì)算還將迫使一些行業(yè)重新洗牌，信息安全行業(yè)首當(dāng)其沖。現(xiàn)代RSA加密系統(tǒng)基于計(jì)算的不對(duì)稱(chēng)性，信息加密后，在密文中包括一個(gè)256位或1024位的大數(shù)，是某兩個(gè)大質(zhì)數(shù)的乘積。在已知其中一個(gè)質(zhì)數(shù)（作為解密用的私鑰）的情況下，求出另外一個(gè)質(zhì)數(shù)（加密信息）非常容易，但是想要在不知道初始質(zhì)數(shù)（私鑰）是什么的情況下破譯加密信息，需要將這個(gè)乘積分解成兩個(gè)質(zhì)數(shù)。使用經(jīng)典計(jì)算機(jī)去完成這項(xiàng)質(zhì)因數(shù)分解任務(wù)需要很多年?！盙il解釋說(shuō)?！皩?duì)于量子計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，這樣的計(jì)算可能是幾秒鐘的事情。

這里對(duì)整個(gè)加密行業(yè)構(gòu)成了真正的威脅——背后的基礎(chǔ)加密邏輯自1970年以來(lái)就已建立，然而這一基石突然破裂?！暗拇_，普通計(jì)算機(jī)破解加密問(wèn)題需要一萬(wàn)年的時(shí)間，量子計(jì)算機(jī)在瞬間就能解決。這就是為什么量子計(jì)算機(jī)威脅到了網(wǎng)絡(luò)空間和加密世界，因?yàn)檫@是所有全球信息安全的基礎(chǔ)。這與物理學(xué)或自然無(wú)關(guān)，只是與量子計(jì)算機(jī)更強(qiáng)大，更快的計(jì)算能力有關(guān)。

違反所有“直覺(jué)規(guī)則”的計(jì)算機(jī)

要理解量子計(jì)算機(jī)的力量，首先必須分解“量子計(jì)算”這一概念。第一步是停止在熟悉的0和1的概念中思考，忘記比特和二進(jìn)制。理解量子計(jì)算的關(guān)鍵是認(rèn)識(shí)到0和1的二分法不再適用：量子計(jì)算依賴(lài)于一種稱(chēng)為“量子比特”的基本信息單位，而不是比特。量子比特可以同時(shí)表達(dá)0和1，以及介于兩者之間的所有數(shù)值。

現(xiàn)在是時(shí)候解釋量子計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)理論了，這似乎違背了常識(shí)?！傲孔永碚撌沟媒忉尫浅７浅Ｐ〉牧Ｗ拥男袨槌蔀榭赡埽盙il解釋說(shuō)。“在學(xué)校里，我們看到一個(gè)像行星的原子模型，原子核和電子在四處移動(dòng)，但在20世紀(jì)初，這個(gè)模型被證明不很準(zhǔn)確?！碑?dāng)馬克斯·普朗克（MaxPlanck）和阿爾伯特·愛(ài)因斯坦（AlbertEinstein）等物理學(xué)家意識(shí)到光（直到那時(shí)物理學(xué)將其視為波）也表現(xiàn)為粒子時(shí)，并且該粒子的能量只能用“量子”般的跳躍來(lái)描述，即只能取一系列離散的數(shù)值時(shí)，量子力學(xué)就開(kāi)始發(fā)展了。隨后的幾十年里，這個(gè)理論得到了越來(lái)越多的發(fā)展，并被證明在描述微觀粒子世界中的各種現(xiàn)象是有效的。但即使在今天，它的深層含義仍然模糊不清。

例如，粒子同時(shí)處于多個(gè)位置的概念。根據(jù)量子理論，在兩點(diǎn)之間移動(dòng)的粒子會(huì)同時(shí)處于它們之間的所有可能路徑中，這種狀態(tài)稱(chēng)為“疊加”。這并不是說(shuō)我們不知道它的確切位置。它并沒(méi)有在某一個(gè)路徑中，相反，它同時(shí)存在于所有可能的路徑里面。換句話說(shuō)，現(xiàn)實(shí)不是確定的，而是概率性的。

這并不是量子理論提出的唯一難題。另一個(gè)令人困惑的概念是“糾纏”，在這種情況下，幾個(gè)粒子具有一個(gè)整體的物理屬性，并同時(shí)（?。?duì)其中一個(gè)粒子的變化做出反應(yīng)，即使它們彼此相距很遠(yuǎn)。吉爾建議把它看作是擲兩枚硬幣：任何研究過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)的人都知道，每個(gè)硬幣上都有“正”或“背”，不同硬幣的概率是獨(dú)立的。但在量子模型中，如果硬幣（在這里代表粒子）糾纏在一起，那么丟出一個(gè)硬幣的結(jié)果，將影響另一個(gè)硬幣?！皭?ài)因斯坦不相信糾纏，討厭這些模式，”Gil笑著說(shuō)。

現(xiàn)實(shí)是由測(cè)量決定的？現(xiàn)實(shí)不是絕對(duì)的，而是概率性的？即使在無(wú)限遠(yuǎn)的距離上也會(huì)同時(shí)坍縮的糾纏粒子？如果覺(jué)得這些概念難以理解或違反直覺(jué)，那么您并不孤單。物理學(xué)家尼爾斯·玻爾（NielsBohr）說(shuō)：“無(wú)論誰(shuí)遇到量子理論并且沒(méi)有感到震驚，那就是沒(méi)有理解它?！辈柺菒?ài)因斯坦的同代人，也是他的偉大克星，他因?qū)α孔永碚摪l(fā)展作出卓越貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)。順便說(shuō)一句，愛(ài)因斯坦對(duì)玻爾的量子理論持保留態(tài)度。另一位因?qū)α孔永碚摰呢暙I(xiàn)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)的物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼（RichardFeynman）也說(shuō)過(guò)：“如果你覺(jué)得你已經(jīng)理解了量子理論，那么你還沒(méi)懂。”

費(fèi)曼也是量子計(jì)算之父：他想模擬粒子的行為，但由于量子力學(xué)的概率性，用經(jīng)典計(jì)算機(jī)去進(jìn)行這種模擬要海量的計(jì)算時(shí)間，因此模擬將變得不可行。“費(fèi)曼以及像他一樣的其他物理學(xué)家，認(rèn)為經(jīng)典計(jì)算領(lǐng)域?qū)Ｗ⒂跀?shù)學(xué)，遠(yuǎn)離自然，而物理學(xué)可以與信息世界建立更多的聯(lián)系，”Gil解釋說(shuō)。“在1981年的一次歷史性演講中，費(fèi)曼聲稱(chēng)，經(jīng)典計(jì)算機(jī)從根本上無(wú)法處理粒子模擬，因?yàn)樽匀徊皇墙?jīng)典的。他說(shuō)，'如果我們想模擬自然，我們需要一臺(tái)以量子方式運(yùn)行來(lái)模擬自然的機(jī)器。1998年，當(dāng)?shù)谝慌_(tái)量子計(jì)算機(jī)在英國(guó)牛津大學(xué)建成時(shí)，這一愿景得以實(shí)現(xiàn)?！?/p>

量子計(jì)算機(jī)利用我們尚未完全理解的量子理論的神秘性來(lái)執(zhí)行計(jì)算操作。在普通計(jì)算機(jī)中，信息的基本單位是“比特”，它可以具有兩個(gè)值之一，0或1;使用這些比特可以執(zhí)行通用計(jì)算，盡管其中一些計(jì)算可能需要很長(zhǎng)時(shí)間。在量子計(jì)算機(jī)中，由于疊加原理，量子比特代表的不是一個(gè)絕對(duì)值，而是一個(gè)值的分布?！澳憧梢园阉醋魇且粋€(gè)維度更多的問(wèn)題：1和0只是兩極，例如硬幣的兩面，但它也可能是傾斜的，”Gil解釋說(shuō)。使用統(tǒng)計(jì)方法可以檢查量子比特的狀態(tài)并獲得有用的結(jié)果。這種概率法并不適合每個(gè)問(wèn)題，但在解決某些問(wèn)題時(shí)，它比經(jīng)典計(jì)算機(jī)尋找答案的效率要高得多。

“由于糾纏效應(yīng)，也可能導(dǎo)致量子比特相互影響，”Gil說(shuō)。由于每個(gè)量子比特代表一個(gè)完整的解空間，因此每添加一個(gè)量子比特都會(huì)增加量子比特之間可能連接的數(shù)量，并且這些連接呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。而在經(jīng)典計(jì)算機(jī)中，比特的添加使得解空間隨線性增長(zhǎng)。目前IBM保持著量子比特的世界：去年它推出了一款具有127個(gè)量子比特的量子處理器，今年目標(biāo)是推出433個(gè)量子比特的處理器，明年推出1021個(gè)量子比特的處理器。

比外太空還冷3度

這種雄心勃勃的計(jì)劃看起來(lái)自命不凡。事實(shí)證明，“建造一臺(tái)行為像大自然的機(jī)器”是一個(gè)超級(jí)復(fù)雜的故事：量子比特對(duì)外界的影響非常敏感，這使得量子計(jì)算機(jī)非常復(fù)雜和昂貴?！傲孔佑?jì)算機(jī)非常強(qiáng)大，但同時(shí)也非常脆弱，”Gil解釋說(shuō)：“它利用了世界上發(fā)生的物理過(guò)程，但我們希望這樣的過(guò)程是一個(gè)獨(dú)立且受控的系統(tǒng)。但我們的世界在微觀尺度上都是連接在一起的，一切都在相互影響。這可能會(huì)破壞計(jì)算的結(jié)果：如果來(lái)自外部世界的能量進(jìn)入計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)部，并接觸到量子比特，這將使它們失去量子態(tài)，從而失去量子計(jì)算的獨(dú)特能力。因此，量子計(jì)算機(jī)最大的挑戰(zhàn)是產(chǎn)生一個(gè)與外部世界充分隔離的系統(tǒng)，但又不能太孤立（以便我們可以操縱量子比特）。

IBM已經(jīng)建造了40臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，當(dāng)記者試圖了解建造成本時(shí)，Gil回避了直接回答，但聽(tīng)聽(tīng)這項(xiàng)工作的難度就可見(jiàn)一斑：“有幾種不同的方法來(lái)構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)：IBM選擇了一種低溫方法，這意味著需要超低溫并使用超導(dǎo)體。計(jì)算機(jī)中的溫度接近絕對(duì)零度：在其底部的超導(dǎo)芯片部分的溫度為-273°C，這要比外太空的溫度還低3度，僅比絕對(duì)零度高了不到1度。我們知道，溫度只能接近絕對(duì)零度，但無(wú)法達(dá)到絕對(duì)零度，因?yàn)樵诮^對(duì)零度時(shí)一切微觀粒子將停止運(yùn)動(dòng)，甚至沒(méi)有原子的運(yùn)動(dòng)。

量子計(jì)算機(jī)外部是一個(gè)用于制冷和保護(hù)的外殼，其形狀類(lèi)似于吊起來(lái)的電熱水器，內(nèi)部是超導(dǎo)計(jì)算芯片和復(fù)雜的制冷、控制線路，Gil和其團(tuán)隊(duì)形象地稱(chēng)之為“枝形吊燈”。“在保護(hù)層核心有一個(gè)帶有超導(dǎo)處理器的圓柱體。即使只有一小部分能量粒子進(jìn)入計(jì)算機(jī)，也足以破壞結(jié)果?！凹獱栒f(shuō)。

超級(jí)的靈敏度以及由此產(chǎn)生的保護(hù)需求，意味著建造量子計(jì)算機(jī)非常麻煩：在最新的型號(hào)中，為了包含越來(lái)越多的量子比特，其外殼已經(jīng)達(dá)到了幾米的高度。在某種程度上，它讓人想起上世紀(jì)五十年代的第一代經(jīng)典計(jì)算機(jī)，它們看起來(lái)像巨大的櫥柜。隨后那些經(jīng)典的計(jì)算機(jī)越來(lái)越小，直到今天，我們將數(shù)百萬(wàn)倍的計(jì)算能力擠入一個(gè)簡(jiǎn)單的智能手機(jī)中。但在量子計(jì)算機(jī)的情況下，我們可能不能指望發(fā)生類(lèi)似的過(guò)程：“量子計(jì)算機(jī)需要獨(dú)特的條件，但這些條件無(wú)法在簡(jiǎn)單的終端設(shè)備中獲得，這在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)不會(huì)改變，“吉爾解釋道，“我相信量子計(jì)算將是一種遠(yuǎn)程訪問(wèn)的服務(wù)，就像我們今天訪問(wèn)云服務(wù)一樣。它將類(lèi)似于 IBM 今天已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的工作：計(jì)算機(jī)與我們同在，我們可以訪問(wèn)云端“大腦”并接收答案。自2016年以來(lái)我們建造了40臺(tái)計(jì)算機(jī)，今天已有20臺(tái)可供公眾使用。全世界大約有50萬(wàn)用戶(hù)已經(jīng)利用了這些量子計(jì)算機(jī)的功能，并且基于這種云量子計(jì)算，已經(jīng)發(fā)表了大約一千篇科學(xué)論文。

谷歌和微軟競(jìng)爭(zhēng)加劇

IBM并不是唯一一家參與量子計(jì)算競(jìng)賽的公司，但Gil對(duì)自己的領(lǐng)導(dǎo)力充滿(mǎn)信心：據(jù)他介紹，大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手只有整個(gè)系統(tǒng)的一部分，而沒(méi)有一臺(tái)完整的計(jì)算機(jī)來(lái)解決問(wèn)題。如前所述，谷歌是這場(chǎng)競(jìng)賽的有力競(jìng)爭(zhēng)者，它還允許遠(yuǎn)程訪問(wèn)其量子計(jì)算服務(wù) Google Quantum AI；微軟也努力在其云平臺(tái) Azure 上提供類(lèi)似的服務(wù)。

量子計(jì)算是“紙上談兵”的承諾嗎？這場(chǎng)革命的理論基礎(chǔ)在40年前就已經(jīng)奠定了，第一個(gè)實(shí)踐證明是在20多年前提出的，該行業(yè)多年來(lái)一直在不斷發(fā)聲，但我們?nèi)匀粵](méi)有看到為普通人服務(wù)的用途。

“如果你回到20世紀(jì)40年代，當(dāng)?shù)谝慌_(tái)計(jì)算機(jī)被發(fā)明出來(lái)時(shí)，你會(huì)看到，即使這樣，這項(xiàng)新發(fā)明的用途和優(yōu)勢(shì)也不清楚。那些看到第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的人說(shuō)，'哦，太好了，你可以用它來(lái)破解戰(zhàn)爭(zhēng)中加密機(jī)器的代碼，甚至可以計(jì)算彈道導(dǎo)彈的路線，僅此而已。誰(shuí)會(huì)使用它？沒(méi)有人，'“吉爾笑著說(shuō)?！巴瑯?，量子計(jì)算的成功將取決于它的用途：編程的難易程度，用戶(hù)社區(qū)的規(guī)模，以及人才的規(guī)模。量子革命將由一個(gè)社區(qū)領(lǐng)導(dǎo)，這就是為什么該領(lǐng)域的教育如此重要：我們需要越來(lái)越多的聰明人開(kāi)始思考“我如何使用量子計(jì)算來(lái)助推我所在領(lǐng)域的發(fā)展”。

“現(xiàn)在開(kāi)始的是量子計(jì)算的普及化階段，這將允許任何人都能與量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，而無(wú)需成為該領(lǐng)域的高級(jí)程序員：也能使用傳統(tǒng)經(jīng)典語(yǔ)言編寫(xiě)的問(wèn)題或任務(wù)來(lái)調(diào)用量子計(jì)算機(jī)。這就是為什么我們今天已經(jīng)看到量子計(jì)算能力在普及使用。

“還有許多初創(chuàng)公司實(shí)際上并沒(méi)有致力于建立量子計(jì)算機(jī)，而是專(zhuān)注于深耕量子計(jì)算的應(yīng)用場(chǎng)景。例如，以色列公司 Quantum Machines，它為量子計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)硬件和軟件系統(tǒng)，并在去年7月由創(chuàng)新局選中，并成立以色列量子計(jì)算中心。這些公司的活動(dòng)創(chuàng)造了一個(gè)全新的生態(tài)系統(tǒng)，從而促進(jìn)了該行業(yè)的加速發(fā)展，就像今天在經(jīng)典計(jì)算機(jī)領(lǐng)域發(fā)生的那樣。IBM也不會(huì)僅僅依靠自己：我們希望從該領(lǐng)域的聰明人的創(chuàng)新中受益。

“我相信量子計(jì)算的‘大爆發(fā)’將在這十年內(nèi)發(fā)生。我們IBM的目標(biāo)是在未來(lái)三年內(nèi)展示“量子霸權(quán)”。我相信，人工智能的進(jìn)步與量子計(jì)算的結(jié)合，將帶來(lái)英偉達(dá)在其市場(chǎng)上制造的那種行業(yè)革命（英偉達(dá)為游戲計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)了獨(dú)特的處理器，這使其成為最快達(dá)到十億美元收入的芯片公司。）量子計(jì)算可以在不同行業(yè)產(chǎn)生巨大的價(jià)值，盡管這非常困難，但我很清楚，我們將在十年內(nèi)看到實(shí)際的應(yīng)用。

諾貝爾獎(jiǎng)為量子計(jì)算開(kāi)辟了新視野

幾十年來(lái)，量子計(jì)算激發(fā)了研究人員的想象力，但直到現(xiàn)在它還沒(méi)有離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。然而量子計(jì)算的愿景正成為一場(chǎng)真正的革命。今年的諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了量子科學(xué)領(lǐng)域的三位專(zhuān)家：法國(guó)的阿蘭·阿斯佩（Alain Aspect）、美國(guó)人約翰·克勞瑟?（John Clauser）和奧地利人安東·蔡林格（Anton Zeilinger），他們因自1970年以來(lái)（分別）進(jìn)行的研究而獲獎(jiǎng)，他們研究了量子糾纏現(xiàn)象，證明了它的存在并為其技術(shù)用途鋪平了道路。

將諾貝爾獎(jiǎng)授予量子糾纏研究人員，證明量子計(jì)算不僅僅是某個(gè)物理學(xué)派的思想實(shí)驗(yàn)，而且對(duì)于投資于該領(lǐng)域發(fā)展的公司來(lái)說(shuō)是一個(gè)決定性的時(shí)刻。由于他們所在的世界發(fā)生了根本性的變化，他們被迫做出這一努力：近幾十年來(lái)，計(jì)算世界一直按照“摩爾定律”運(yùn)行，該定律預(yù)見(jiàn)到計(jì)算機(jī)處理器中晶體管的密度將每?jī)赡攴环?，這將增加芯片的計(jì)算能力。然而，隨著行業(yè)接近物理極限，之后將無(wú)法將更多的晶體管塞到芯片上，開(kāi)發(fā)量子計(jì)算機(jī)的需求變得迫切。

這些數(shù)字也表明市場(chǎng)正在發(fā)生一些事情。2020年，量子計(jì)算市場(chǎng)范圍不到5億美元，但在2021年底，作為愿景開(kāi)始實(shí)現(xiàn)的信號(hào)，研究公司IDC發(fā)布了一項(xiàng)預(yù)測(cè)報(bào)告。根據(jù)該報(bào)告到2027年，量子計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到86億美元，該領(lǐng)域的投資將達(dá)到160億美元（2020年為7億美元，2021年為14億美元）。IBM的CEO阿文德·克里希納（Arvind Krishna）最近也估計(jì)，到2027年，量子計(jì)算將成為真正的商業(yè)化生態(tài)產(chǎn)業(yè)。

文章參考鏈接：

https://www.calcalistech.com/ctechnews/article/b1kkb9fqi

編譯：卉可

編輯：慕一